近日， Molecular Therapy期刊发表了华东师范大学生命科学学院、上海市调控生物学重点实验室、华东师范大学医学合成生物学研究中心叶海峰团队的最新研究成果（题：Far-red light-activated human islet-like designer cells enable sustained fine-tuned secretion of insulin for glucose control ），该研究将细胞治疗与光遗传学相结合，设计开发了光控类胰岛定制细胞（简称FAID细胞）。该研究成果是继2017年智能手机超远程控制光控智能细胞治疗糖尿病研究成果（发表于Science Translational Medicine）之后的又一大重要改进，开创了一种可以长期、可控释放胰岛素并实现血糖稳态调节的新型胰岛素给药方法，为糖尿病血糖稳态控制提供了新方法。
1型糖尿病是一种患病率逐年上升并影响患者生活质量的慢性疾病，胰岛素注射治疗是其主要治疗手段。为了解决目前1型糖尿病胰岛素治疗需要长期注射和血糖难以控制而导致糖尿病并发症等问题，研究团队利用前期开发的远红光调控系统开发了FAID细胞，将其通过微胶囊包裹，植入糖尿病小鼠背部皮下，在远红光的照射下可以稳定、可调地诱导胰岛素表达及释放，从而改善1型糖尿病鼠糖代谢紊乱（图1）。
图1. FAID细胞治疗1型糖尿病小鼠示意图
研究团队将FAID细胞通过微胶囊包裹后，植入1型糖尿病鼠背部皮下，通过LED灯（10 mW/cm2; 730 nm）照射小鼠背部，验证FAID细胞植入对1型糖尿病小鼠的治疗效果。24小时动态血糖监测数据显示，与黑暗对照组或常规甘精胰岛素注射组鼠相比，光照组小鼠的血糖水平明显改善。此外，在远红光的照射下，FAID细胞植入能够在40天降低糖尿病鼠血糖和糖化血红蛋白。这些结果表明，FAID细胞植入能够有效改善1型糖尿病小鼠的血糖波动水平，实现长期血糖平稳控制（图2）。
图2. FAID细胞植入1型糖尿病小鼠实现长期血糖稳定控制
随后，研究团队检测了氧化应激标志物在糖尿病鼠血清和肾脏中的含量。实验结果表明，在远红光的照射下，FAID细胞植入可以改善1型糖尿病小鼠血液和肾脏中的氧化应激，减少氧化应激损伤（图3）。
图3 FAID细胞植入改善1型糖尿病小鼠氧化应激
因此研究团队开发的FAID细胞，能够长期调控胰岛素表达、释放并有效改善1型糖尿病小鼠的糖代谢紊乱，减轻氧化应激以及高血糖引起的肾脏损伤，实现了在动物体内通过远红光照射FAID细胞治疗1型糖尿病，为1型糖尿病治疗提供了新思路。
该论文的通讯作者为华东师范大学生命科学学院叶海峰教授和上海交通大学附属第六人民医院内分泌代谢科周健教授。博士后余贵玲、上海交通大学附属六院内分泌代谢科张明亮和武汉大学人民医院内分泌科高凌为该研究论文的共同第一作者。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1525001621004597?v=s5
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